Resumo - Citoesqueleto PDF

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Summary

Resumo aprofundado sobre Citoesqueleto baseado no respectivo capítulo do livro usado de referência....

Description

Citoesqueleto O que é?

Qual sua função?

É uma rede proteica que fica localizada dentro do citoplasma celular. Organismos unicelulares o possuem, mas é muito mais bem visualizado em eucariotos.

O citoesqueleto é responsável por diversas atividades como sustentação do volume celular, transporte interno de componentes, movimentos mecânicos,

Existem três tipos de citoesqueletos: filamentos intermediários, microtúbulos e filamentos de actina. Eles podem compartilhar funções como dito no box acima, mas também têm suas características específicas.

Filamentos intermediários Função - Para níveis de curiosidade, este filamento possui tal nome devido ao seu diâmetro. O que quero dizer com isso? Quando foram identificados pela primeira vez nas células musculares lisas, seu diâmetro (de 10 nm) ficava entre o diâmetro dos filamentos de actina e os de miosina. Mas o que realmente interessa neles é sua resistência, característica tal que o torna reconhecido por conferir força à célula quando exposta a estresse mecânico. Os filamentos intermediários se localizam dentro do núcleo (chamado de lâmina nuclear), ao redor do núcleo e se estendem até a periferia celular. Isso faz sentido, certo? Pense que como este filamento confere grande resistência a estresses mecânicos, não faria sentido ele ficar no meio do citoplasma. Uma vez na periferia, ou seja, logo abaixo da membrana celular, ele pode sustentar as camadas mais externas da célula evitando que ela se rompa. Uma coisa bonita de se ver é micrografia de imunofluorescência desses filamentos. Eles formam uma rede entre as células: isso mesmo, eles se conectam com outros citoplasmas através de seu grande amigo desmossomo.

Estrutura - Se o filamento confere resistência, é de se imaginar que estruturalmente ele seja compacto. Para facilitar, pense numa corda: se você desfiar essa corda, verá que ela possui diferentes níveis de enovelamento. Isso se repete no filamento intermediário. Uma unidade básica chamada de região de α-hélice e duas extremidades N-terminal e C-terminal se enrolam com outra unidade básica formando um dímero, depois eles se organizam em tetrâmeros até fechar um bloco de filamento super retorcido. Classes de filamentos

– Dependendo de onde você olha, o filamento intermediário pode mudar de composição, mas tenha em mente que eles

são inicialmente divididos em filamentos citoplasmáticos e filamentos nucleares. Você já conhece os do tipo nucleares: a lâmina nuclear.

Lâmina nuclear

– Constituídas de laminas, esse grupo de filamento são caracterizados pela dissociação e reorganização, diferente dos filamentos citoplasmáticos. Filamentos de queratina – Como o nome diz, são constituídas de queratina. São um grupo extremamente diversificado e se ancoram aos desmossomos, principalmente associados às células epiteliais. Lembrar de epidermólise bolhosa simples, que é quando os genes da queratina sofrem mutações e não conferem resistência apropriada ao epitélio.

Plectina

– Essa proteína é uma proteína acessória, que estabiliza e interliga os filamentos a microtúbulos, filamentos de actina, e desmossomos. Mutações no gene da plectina combina diversas doenças como a epidermólise bolhosa, distrofia muscular e neurodegenerações. Além disso, ela é a responsável por unir os feixes de filamentos de vimentina.

Tipos de células

– axônios de neurônios, células musculares, células

epiteliais

Microtúbulos Sabe o centrossomo que você ouviu falar no ensino médio durante a divisão celular? Pois é, é ele que dá origem aos microtúbulos. Com essa dica já dá para imaginar uma das funções dele, certo? Bem, os microtúbulos se localizam no centro da célula e além de auxiliar na divisão celular , ele também é quem organiza as organelas e transporta componentes intracelulares.

Estrutura – Eles

são compostos de moléculas de tubulina (β-tubulina e α-tubulina) e essas moléculas têm formato globular. Ele é um tubo oco (é daí que vem o microtúbulo), de 13 protofilamentos compostos de heterodímeros αβ e cada extremidade tem uma polaridade estrutural definida (α-tubulina é a extremidade + e β-tubulina é a extremidade -). Sabendo dessa polaridade, é importante ter em mente que sem ela (e sem os formatos globulares), os microtúbulos são poderiam se desmontar ou montar facilmente.

Centrossomo – Esse cara é de extrema importância, não só porque ele origina os microtúbulos, mas também porque ele orienta, controla o número de filamentos e estabelece o posicionamento correto microtúbulos no citoplasma. Os microtúbulos irradiam a partir dos anéis de γ-tubulina, na matriz do centrossomo. Estabilidade dinâmica

– Como vários microtúbulos irradiam do mesmo centrossomo, tenha em mente que o encurtamento e o crescimento de cada um deles ocorre independentemente entre si. Mas o que devemos focar é justamente na estabilidade dinâmica que esse filamento apresenta ao se desfazer e remontar. O que controla tudo isso é a hidrólise

de GTP. Uma extremidade em crescimento, ou seja, a ponta que ocorre adição de αβ-tubulina, está fortemente associada à molécula de GTP. Em casos de encurtamento do microtúbulo, esse GTP será hidrolisado, liberando moléculas de tubulina associadas ao GDP, agora hidrolisado. OBS: a extremidade + do microtúbulo pode interromper o processo de crescimento caso esteja associado a outra molécula ou estrutura celular.

Uma analogia interessante quanto ao estabelecimento de ligações dos microtúbulos aos componentes intracelulares, é a do pescador, que lança seu anzol para pesar peixes e enquanto não fisgar um, ele não interrompe sua atividade. Isso permite uma alta ramificação e comunicação entre as estruturas.

A união faz a força! – Assim como foi para os filamentos intermediário, os microtúbulos também se associam a proteínas acessórias. Umas estabilizam as moléculas globulares, outras conectam microtúbulos a componentes celulares diversos, e por aí vai. Mas o grupo que mais se destaca dessas proteínas é as proteínas motoras.

Proteínas motoras – Alguma

vez na vida você já deve ter visto uma representação dessas proteínas. Elas compreendem um grupo grande, específico por transformar a energia química da hidrólise de ATP em energia mecânica e com isso, serem capazes de caminhar sobre os filamentos. Mas apenas dois grupos são capazes de realmente se movimentar sobre os microtúbulos, e eles são: as cinesinas (que transportam rumo à extremidade +) e as dineínas (que transportam para a extremidade -). Nada dentro da nossa célula se posiciona ao acaso. O retículo endoplasmático precisa estar perto do núcleo, assim como o complexo de Golgi sempre se localizam no centro da célula. Esse arranjo altamente específico se dá pelas proteínas motoras, que posicionam cuidadosamente tais organelas em seus respectivos lugares. E não para por aí: cílios e flagelos contêm microtúbulos movimentados pela dineína ciliar. Alguns homens podem nascer com a síndrome de Kartagener, doença caracterizada por algum defeito à dineína ciliar, pode causar falta de motilidade nos espermatozoides e até mesmo infecções respiratórias, pois os cílios do trato respiratório responsáveis por expelir organismos invasores ficam debilitados.

Filamentos de actina Por fim e não menos importante, os filamentos de actina. Ela é aquela que auxilia nos movimentos, nas fagocitoses, a dar forma e volume e a dividir a célula em duas. Tem algumas propriedades semelhantes aos microtúbulos, principalmente no que se diz a respeito à associação e dissociação da unidade proteica fundamental dos filamentos de actina.

Estrutura

– Ela segue o mesmo padrão em alguns aspectos dos microtúbulos: sua unidade fundamental é moléculas idênticas de actina

globular e também apresenta extremidade menos (-).

uma

extremidade

mais

(+)

e

uma

Todavia, filamentos de actina são mais curtos, mais finos e flexíveis.

Função – Outra semelhança: a dissociação e associação das moléculas globulares. Devido a essa característica, os filamentos de actina são capazes de se movimentar. Esse aumenta-diminui é realizado por hidrólise de ATP, em que para se formar um filamento, assim como nos microtúbulos (só que eles são de GTP). OBS.: existem proteínas de ligação (PDLs) que interagem com os filamentos de actina e controlam o comportamento deles, dependendo de onde podem estar.

Essas PDLs podem interagir com os monômeros, regulando o processo de aumenta-diminui do filamento, ou podem ser proteínas que se ligam com os filamentos já formados. Exemplo: proteínas motoras presente nos músculos.

Esses filamentos são comumentemente encontrados na camada logo abaixo da membrana plasmática, chamada de córtex celular. Estar nessa posição pode indicar três coisas logo de cara: resistência mecânica, base molecular para alterações morfológicas e de motilidade. Outro exemplo de PDL é as proteínas relacionadas à actina ou ARPs. Com elas, os filamentos de actina podem se organizar numa rede extremamente ramificada.  Como dito anteriormente, existem proteínas motoras que se ligam à actina e uma delas é a da família das miosinas. Ela é encontrada principalmente em células musculares e existem vários tipos dela: miosina-I e miosina-2 são as mais abundantes. A primeira é vista em todos os tipos de célula, enquanto que a segunda está nas células musculares, logo, é de se esperar que seja mais complexa....